2021版高考化学一轮复习专题3金属及其化合物2从铝土矿到铝合金课件苏教版 86页

第二单元　 从铝土矿到铝合金 考点 1: 铝及其化合物的性质和应用　 1. 铝的性质 (a 、 b) (1) 铝的存在、结构和物理性质 (2) 铝的化学性质 写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式 : ①_________________ ②__________________ ③___________________________ ④____________________ ⑤_____________________________ ⑥_____________________ △ ==== △ ==== 高温 ==== 4Al+3O 2 2Al 2 O 3 2Al+3Cl 2 2AlCl 3 Al+N +4H + ===Al 3+ +NO↑+2H 2 O 2Al+6H + ===2Al 3+ +3H 2 ↑ 2Al+2OH - +2H 2 O====2Al +3H 2 ↑ 2Al+Fe 2 O 3 2Fe+Al 2 O 3 (3) 以铝土矿制备铝的工艺流程 2. 铝的重要化合物 (b 、 c) (1) 铝的氧化物 (2) 氢氧化铝 ①物理性质 :___ 色胶状不溶于水的固体 , 有较强的 _____ 性。 ②化学性质 白 吸附 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 : a._______________________; b._________________________; c._____________________ 。 △ ==== Al(OH) 3 +3H + ====Al 3+ +3H 2 O Al(OH) 3 +OH - ====Al +2H 2 O 2Al(OH) 3 Al 2 O 3 +3H 2 O ③ 制备 a. 向铝盐中加入 NH 3 ·H 2 O, 离子方程式为 ________________________________; b. 向偏铝酸盐中通入足量 CO 2 , 离子方程式为 _____________________________ ___ _ 。 Al 3+ +3NH 3 ·H 2 O====Al(OH) 3 ↓+3N Al +CO 2 +2H 2 O====Al(OH) 3 ↓+HC (3) 明矾 : 明矾的化学式为 ________________, 用离子方程式表示明矾净水的原理是 _____________________________ 。 KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O Al 3+ +3H 2 O Al(OH) 3 ( 胶体 )+3H + 【 典例精析 】 【 典例 1】 扶持环保产业 , 促进循环经济的发展是建设 “节约型社会”的重要措施。 Ⅰ.(2016· 上海高考 ) 已知 NaOH+Al(OH) 3 →Na[Al(OH) 4 ] 。 向集满 CO 2 的铝制易拉罐中加入过量 NaOH 浓溶液 , 立即封 闭罐口 , 易拉罐渐渐凹瘪 ; 再过一段时间 , 罐壁又重新凸 起。上述实验过程中没有发生的离子反应是 ( 　　 ) A.CO 2 +2OH - →C +H 2 O B.Al 2 O 3 +2OH - +3H 2 O→2[Al(OH) 4 ] - C.2Al+2OH - +6H 2 O→2 [Al(OH) 4 ] - +3H 2 ↑ D.Al 3+ +4OH - →[Al(OH) 4 ] - Ⅱ.(2016· 海南高考节选 )KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O( 明矾 ) 是一种复盐 , 在造纸等方面应用广泛。实验室中 , 采用废易拉罐 ( 主要成分为 Al, 含有少量的 Fe 、 Mg 杂质 ) 制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题 : (1) 为尽量少引入杂质 , 试剂①应选用 ________( 填标号 ) 。  a.HCl 溶液　 b.H 2 SO 4 溶液　 c. 氨水　 d.NaOH 溶液 (2) 易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 ______________ 。  (3) 沉淀 B 的化学式为 ________; 将少量明矾溶于水 , 溶液呈弱酸性 , 其原因是 _____________________ 。  【 解题思路 】 (1) 铝制易拉罐表面有一层氧化膜 , 加入 NaOH 后 , 首先是 CO 2 与之反应 , 然后氧化铝、铝与 NaOH 溶 液反应。 (2) 根据所给流程 , 易拉罐中只有铝可与 NaOH 反应 , 反应 得到的产物 Al 可与 N 相互促进水解而生成 Al(OH) 3 沉淀。 【 解析 】 Ⅰ. 向集满 CO 2 的铝制易拉罐中加入过量氢氧化 钠 , 首先 CO 2 与氢氧化钠反应 , 表现为铝制易拉罐变凹瘪 , 接着过量的氢氧化钠再与铝制易拉罐反应 , 因铝制易拉 罐表面有氧化膜 Al 2 O 3 , 故可发生 A 、 B 、 C 的反应 , 整个过 程没有发生反应 :Al 3+ +4OH - →[Al(OH) 4 ] - , 故选 D 。 Ⅱ.(1) 废易拉罐中含有 Al 、 Fe 、 Mg, 只有 Al 可以与强 碱反应 , 所以用 NaOH 溶液溶解。 (2)Al 与 NaOH 溶液反应方程式为 2Al+2NaOH+2H 2 O====2NaAlO 2 +3H 2 ↑ 。 (3) 滤液 A 中的溶质主要是 NaAlO 2 , 加入 NH 4 HCO 3 溶液 , N 、 Al 发生水解相互促进反应 , 生成沉淀 B 是 Al(OH) 3 。 答案 : Ⅰ.D 　 Ⅱ.(1)d (2)2Al+2NaOH+2H 2 O====2NaAlO 2 +3H 2 ↑ (3)Al(OH) 3 　 Al 3+ 水解使溶液中 H + 浓度增大 【 典例 2】 某混合物 A, 含有 KAl(SO 4 ) 2 、 Al 2 O 3 和 Fe 2 O 3 , 在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化 : 据此判断 : (1) 固体 B 所含物质的化学式为 ________ 。  (2) 固体 E 所含物质的化学式为 ________ 。  (3) 反应①的离子方程式为 ____________ 。  【 解析 】 明矾是易溶于水的 , 而氧化铝和氧化铁不能溶 于水。所以沉淀是氧化铝和氧化铁的混合物 , 而溶液则 是明矾溶液。明矾和过量的氨水反应生成氢氧化铝白 色沉淀和硫酸铵、硫酸钾 , 即溶液是硫酸铵、硫酸钾及 过量的氨水 , 蒸发、结晶后所得固体 E 为 (NH 4 ) 2 SO 4 和 K 2 SO 4 晶体。氢氧化铝受热分解生成氧化铝 , 所以 B 是氧 化铝。氧化铁和氢氧化钠溶液不反应 , 所以另一沉淀 是氧化铁。所得溶液是偏铝酸钠和过量的氢氧化钠。 然后通入足量的二氧化碳 , 反应生成氢氧化铝白色沉 淀。故 (1) 固体 B 所含物质的化学式为 Al 2 O 3 ;(2) 固体 E 所含物质的化学式为 (NH 4 ) 2 SO 4 、 K 2 SO 4 ;(3) 反应①是偏 铝酸钠与二氧化碳及水反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠 , 其离子方程式为 Al +CO 2 +2H 2 O====Al(OH) 3 ↓+HC 。 答案 : (1) Al 2 O 3 　 (2)(NH 4 ) 2 SO 4 、 K 2 SO 4 (3)Al +CO 2 +2H 2 O ==== Al(OH) 3 ↓+HC 【 强化训练 】 1. 工业上用铝土矿 ( 主要成分为 Al 2 O 3 · x H 2 O 、 Fe 2 O 3 、 SiO 2 等 ) 提取纯 Al 2 O 3 作冶炼铝的原料 , 提取时操作过程如图所示 , 图中操作错误的是 ( 　　 ) A.④⑤ 　　 B.③④ C.②⑤ D.①② 【 解析 】 选 A 。由流程图可知 , 反应③得到的滤液为 NaAlO 2 溶液 , 加入过量盐酸后得到 AlCl 3 而不是 Al(OH) 3 沉淀 , 应通入过量 CO 2 , 操作④错误 ;Al(OH) 3 在常温干燥条件下并不发生分解 , 故操作⑤需要加热 ,⑤ 错误。 2.A 、 B 、 C 、 D 、 E 五种化合物均含有某种短周期常见元素 , 它们的转化关系如图所示 , 其中 A 的溶液为澄清溶液 ,C 为难溶的白色固体 ,E 易溶于水 , 取 A 的溶液灼烧 , 焰色反应为浅紫色 ( 透过蓝色钴玻璃 ) 。 (1) 写出化学式 :A________,B________,C________,  D________,E________ 。  (2) 写出下列反应的离子方程式 : A→B:____________________________________;  A→D:____________________________________ 。  【 解析 】 本题的突破口在 B 、 C 两种物质上。在短周期元素形成的化合物中 , 既能与盐酸反应 , 又能与 NaOH 溶液反应的物质必为两性物质 , 又因为 B 受热时转化为 C, 故可知 C 为 Al 2 O 3 ,B 为 Al(OH) 3 , 由此推出 D 是 AlCl 3 ,E 为 NaAlO 2 ;A 与过量 CO 2 反应生成 Al(OH) 3 , 且 A 的溶液的焰色反应为浅紫色 , 则 A 为 KAlO 2 。 答案 : (1)KAlO 2 　 Al(OH) 3 　 Al 2 O 3 　 AlCl 3 　 NaAlO 2 (2)Al +2H 2 O+CO 2 ====Al(OH) 3 ↓+HC Al +4H + ====Al 3+ +2H 2 O 【 加固训练 】 　　从铝土矿 ( 主要成分是 Al 2 O 3 , 含 SiO 2 、 Fe 2 O 3 等杂质 ) 中提取 Al 2 O 3 的两种方法如下 : 流程甲 : (1) 往铝土矿中加入过量盐酸 , 得到固体 A 和滤液 B; (2) 过滤后往滤液 B 中加入过量烧碱 , 得到沉淀 C 和滤液 D; (3) 过滤后往滤液 D 中通入过量 CO 2 , 得到滤液 E 和沉淀 F; (4) 过滤得到沉淀 F, 再灼烧沉淀得到氧化铝 , 最后电解熔融氧化铝。 流程乙 : (1) 往铝土矿中加入过量烧碱 , 得到固体 X 和滤液 Y; (2) 过滤后往滤液 Y 中加入过量盐酸 , 得到硅酸沉淀和滤液 K; (3) 过滤后往滤液 K 中加入过量氨水得到沉淀 M 和滤液 N, 再灼烧沉淀 M 得到氧化铝 , 最后电解熔融氧化铝。 请回答下列问题 : (1) 流程甲中 , 固体 A 的化学式是 ________ 。  (2) 流程甲中 , 滤液 B 加入过量烧碱后的离子方程式为 ________________ 、 ________________ 。  (3) 流程乙中 , 滤液 N 的溶质的主要成分是 ________( 填化学式 ), 写出它的一种用途 ______________ 。  (4) 流程甲中 , 往滤液 D 中通入过量的 CO 2 时反应的离子方程式为 _____________________ 。  【 解析 】 流程甲 : 铝土矿 ( 主要成分是 Al 2 O 3 , 含 SiO 2 、 Fe 2 O 3 等杂质 ) 中的 Al 2 O 3 和 Fe 2 O 3 溶于盐酸 , 得到二氧化硅固体 A 和氯化铝以及氯化铁的混合溶液 B; 在混合溶液 B 中加入过量烧碱 , 得到偏铝酸钠和氢氧化铁沉淀 ; 偏铝酸钠溶液中通入过量 CO 2 , 得到氢氧化铝沉淀 , 灼烧得氧化铝 , 电解熔融氧化铝得到铝 ; 流程乙 : 往铝土矿中加入过量烧碱 , 铝土矿中的 Al 2 O 3 和 SiO 2 溶于氢氧化钠 , 得到氧化铁固体 X 和滤液 Y,Y 为偏铝酸钠和硅酸钠的混合溶液 ,Y 中加入过量盐酸 , 得到硅酸沉淀和氯化铝溶液 , 氯化铝溶液中加入过量氨水得到氢氧化铝沉淀和氯化铵溶液 , 灼烧氢氧化铝得氧化铝 , 电解熔融氧化铝得到铝。 (1) 根据上述分析 , 流程甲中 , 固体 A 为二氧化硅 ; (2) 流程甲中 , 滤液 B 加入过量烧碱 , 涉及的反应有 : Fe 3+ + 3OH - ====Fe(OH) 3 ↓ 、 Al 3+ + 4OH - ====Al +2H 2 O; (3) 根据上述分析 , 流程乙中 , 滤液 N 的主要成分为 NH 4 Cl, 是一种常见的化肥 ; (4) 流程甲中滤液 D 的主要成分为偏铝酸钠 , 通入过量 CO 2 的化学方程式为 NaAlO 2 +CO 2 +2H 2 O====Al(OH) 3 ↓+NaHCO 3 , 离子方程式为 Al +2H 2 O+CO 2 ====HC + Al(OH) 3 ↓ 。 答案 : (1)SiO 2 　 (2) Fe 3+ + 3OH - ====Fe(OH) 3 ↓ 　 Al 3+ + 4OH - ====Al +2H 2 O 　 (3)NH 4 Cl 　生产化肥 (4)Al +2H 2 O+CO 2 ====HC + Al(OH) 3 ↓ 【 归纳总结 】 1.Al 3+ 、 Al 、 Al(OH) 3 的转化关系 2. 可溶性铝盐与强碱 ( 如 NaOH 溶液 ) 反应 , 铝元素的存在形式 3. 应用 (1) 制取 Al(OH) 3 。 Al 3+ +3NH 3 · H 2 O====Al(OH) 3 ↓+3N ; Al +CO 2 +2H 2 O====Al(OH) 3 ↓+HC 。 (2) 判断离子共存问题 :Al 3+ 与 OH - 及 Al 、 C 、 S 2- 等 弱酸根阴离子或 Al 与 H + 、 HC 以及弱碱阳离子 Al 3+ 、 Fe 3+ 等因生成沉淀或发生水解相互促进反应而不 能大量共存。 (3) 鉴别 ( 利用滴加顺序不同 , 现象不同 ) 。 ①向 AlCl 3 溶液中滴加 NaOH 溶液 , 先产生白色沉淀 , 后沉淀溶解。 ②向 NaOH 溶液中滴加 AlCl 3 溶液 , 开始无明显现象 , 后产生白色沉淀 , 沉淀不溶解。 (4) 分离提纯。 ①利用 Al 能溶于强碱溶液 , 分离 Al 与其他金属的混合物。 ②利用 Al 2 O 3 能与强碱溶液反应 , 分离 Al 2 O 3 与其他金属氧化物。 考点 2: 铝及其化合物间的转化和图象　 1.Al 3+ 、 Al(OH) 3 、 Al 之间的转化关系 (c) 写出上述转化的离子方程式。 (1)①________________________________ ②_____________________________ ③_____________________ (2)_______________________ (3)______________________ Al 3+ +3NH 3 ·H 2 O====Al(OH) 3 ↓+3N Al 3+ +3Al +6H 2 O====4Al(OH) 3 ↓ Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ Al(OH) 3 +3H + ====Al 3+ +3H 2 O Al 3+ +4OH - ====Al +2H 2 O (4)_____________________ (5)①______________________________________ ②_________________________ (6)_________________________ Al +4H + ====Al 3+ +2H 2 O Al +CO 2 ( 过量 )+2H 2 O====Al(OH) 3 ↓+HC Al +H + +H 2 O====Al(OH) 3 ↓ Al(OH) 3 +OH - ====Al +2H 2 O 2. 含铝化合物转化关系的应用 (1) 判断离子共存问题 ① Al 3+ 与 OH - 及 Al 、 C 、 S 2- 等弱酸根阴离子因生成 沉淀或发生相互促进的水解反应而不能共存。 ② Al 与 H + 、 HC 以及弱碱阳离子 Al 3+ 、 Fe 3+ 等因生 成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。 (2) 鉴别 ( 利用滴加试剂顺序不同 , 现象不同 ) ① 向 AlCl 3 溶液中滴加 NaOH 溶液 , 先 _____________, 后 _________ 。 ②向 NaOH 溶液中滴加 AlCl 3 溶液 , 开始 ___________, 后 ________________________ 。 产生白色沉淀 沉淀溶解 无明显现象 产生白色沉淀 , 沉淀不溶解 (3) 判断铝元素的存在形式 可溶性铝盐与强碱 ( 如 NaOH) 溶液反应 , 铝元素的存在形式 : 　　 3. 铝盐与碱、偏铝酸盐与酸反应的常见图象 操 作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH 溶液到过量 向 NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 图 象 操 作 向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 图 象 操 作 向 AlCl 3 溶液中滴加氨水或 NaAlO 2 溶液至过量 向 NaAlO 2 溶液中通入 CO 2 图 象 4. 含不同阳离子的混合盐 ( 或复盐 ) 与碱的反应图象 (1) 向含 MgCl 2 、 AlCl 3 、盐酸、 NH 4 Cl 的混合溶液中 , 逐滴加入 NaOH 溶液至过量 , 沉淀图象如图所示 , 有关 的离子方程式为 O →A:_____________ A→B:_____________________, _____________________ B→C:____________________ C→D:_________________________ H + +OH - ====H 2 O Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ Mg 2+ +2OH - ====Mg(OH) 2 ↓ N +OH - ====NH 3 ·H 2 O Al(OH) 3 +OH - ==== Al +2H 2 O (2) 把 Ba(OH) 2 溶液逐滴加入明矾溶液中至过量 , 图象如图所示 , 有关的化学方程式为 O →A:_________________________________________ ______; A→B:________________________________________ ____ 。 2KAl(SO 4 ) 2 +3Ba(OH) 2 ====2Al(OH) 3 ↓+3BaSO 4 ↓ +K 2 SO 4 2Al(OH) 3 +K 2 SO 4 +Ba(OH) 2 ====BaSO 4 ↓+2KAlO 2 + 4H 2 O 【 典例精析 】 【 典例 】 如图所示是向 MgCl 2 和 AlCl 3 的混合溶液中加入一定量 NaOH 溶液 , 紧接着再加入一定量稀盐酸 , 生成沉淀的物质的量 y 与加入溶液的体积 x 的关系图。根据图示判断 , 下列结论中不正确的是 ( 　　 ) A.N 点时溶液中的溶质只有 NaCl B.M 点之前加入的是 NaOH 溶液 ,M 点之后加入的是盐酸 C. c (NaOH)= c (HCl) D. 原混合溶液中 c (MgCl 2 )∶ c (AlCl 3 )=1∶1 【 解题思路 】 本题的解题关键有 : (1) 正确分析图象各段所对应的化学反应。 (2) 熟练掌握铝、镁的相关化合物的化学性质。 【 解析 】 选 B 。向 MgCl 2 和 AlCl 3 的混合溶液中加入 NaOH 溶液 , 首先发生 :Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓,Mg 2+ +2OH - ====Mg(OH) 2 ↓,N 点时 Al 3+ 、 Mg 2+ 全部沉淀 , 溶液中的溶 质只有 NaCl,A 正确 ;NM 段 Al(OH) 3 溶解 , x =6 时 Al(OH) 3 完全溶解 ,MP 段沉淀的量不变 ,MP 段先加的 NaOH 溶液 , 然后又加入盐酸 ,B 错误 ;PF 段沉淀的量增加 , 发生 Al +H + +H 2 O====Al(OH) 3 ↓, 消耗盐酸 1 mL, 根据 NM 段 Al(OH) 3 溶解消耗 NaOH 溶液 1 mL, 则 c (NaOH)= c (HCl),C 正确 ; 沉淀 Al 3+ 消耗 NaOH 溶液 3 mL, 沉淀 Mg 2+ 消耗 NaOH 溶液 2 mL, 原混合溶液中 c (MgCl 2 )∶ c (AlCl 3 )=1∶1,D 正确。 【 强化训练 】 1. 向等物质的量浓度的 HCl 、 AlCl 3 、 NH 4 Cl 、 MgCl 2 混合溶液中逐滴加入 1 mol·L -1 的 NaOH 溶液 , 生成沉淀的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积关系如图所示。下列有关说法正确的是 ( 　　 ) A. 在 0 ～ a 段加入的 NaOH 溶液与 NH 4 Cl 反应 B. 在 b ～ c 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ C. 在 d ～ e 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Al 3+ +4OH - ====Al +2H 2 O D. 在滴加 NaOH 溶液全过程中主要粒子参与反应的先 后顺序是 H + 、 Al 3+ 、 Mg 2+ 、 N 、 Al(OH) 3 【 解析 】 选 D 。加入的 NaOH 溶液应先与 H + 反应 ,A 项错误 ; 由图象中耗用 NaOH 溶液的体积可知 , 在 b ～ c 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程式为 Mg 2+ +2OH - ====Mg(OH) 2 ↓, B 项错误 ; 在 d ～ e 段加入 NaOH 溶液发生反应的离子方程 式为 Al(OH) 3 +OH - ====Al +2H 2 O,C 项错误。 2. 向 20 mL 某物质的量浓度的 AlCl 3 溶液中滴加 2 mol·L -1 的 NaOH 溶液时 , 得到的 Al(OH) 3 沉淀质量与所滴加 NaOH 溶 液的体积 (mL) 的关系如图所示 , 试回答下列问题 : (1) 图中 A 点表示的意义是 ______ 。  (2) 图中 B 点表示的意义是 ______ 。  (3) 总的反应用离子方程式可表示为 ______ 。  (4) 假如溶液中生成了 0.39 g 沉淀 , 则此时用去 NaOH 溶液的体积是 ________ 。  【 解析 】 由题图可知 : 随着 NaOH 溶液的加入 ,AlCl 3 溶液 中发生 Al 3+ →Al(OH) 3 →Al 三者的转化。故 A 点表示 得到 Al(OH) 3 沉淀的最大量 ,B 点表示 Al(OH) 3 沉淀完全 溶解 , 涉及的离子反应为 :Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓, Al(OH) 3 +OH - ====Al +2H 2 O 。总的离子反应方程式 为 :Al 3+ +4OH - ====Al +2H 2 O 。当有 0.39 g 沉淀生成时 : ①AlCl 3 过量 , 加入的 NaOH 溶液使 Al 3+ 部分生成沉淀为 0.39 g, 通过 Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ 可知消耗的 NaOH 为 7.5 mL;② 当 NaOH 溶液过量时 ,Al 3+ 全部反应生成 Al(OH) 3 沉淀 , 沉淀又部分溶解 , 用去 NaOH 17.5 mL 。 答案 : (1) 生成 Al(OH) 3 沉淀达最大值 (2)Al(OH) 3 沉淀完全溶解于 NaOH 溶液成为 NaAlO 2 溶液　 (3)Al 3+ +4OH - ====Al +2H 2 O (4)7.5 mL 或 17.5 mL 3. 在 MgCl 2 和 AlCl 3 的混合溶液中 , 逐滴加入 NaOH 溶液直至过量。经测定 , 加入的 NaOH 的物质的量 (mol) 和所得沉淀的物质的量 (mol) 的关系如图所示。则 : 世纪金榜导学号 (1) 写出代表各线段发生反应的离子方程式 :① O D 段 ________,②DC 段 ________ 。  (2) 原溶液中 Mg 2+ 、 Al 3+ 物质的量浓度之比为 ________ 。  (3) 图中 C 点表示当加入 ________mol NaOH 时 ,Al 3+ 已经转化成 ________( 填离子符号 ) 。  (4) 图中线段 O A∶AB=________ 。  【 解析 】 (1) 氯化镁和氯化铝均可以和氢氧化钠发生反 应 , 生成沉淀氢氧化镁和氢氧化铝 , 则 O D 段发生反应的 离子方程式为 Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ 、 Mg 2+ +2OH - ====Mg(OH) 2 ↓;DC 段是氢氧化铝与氢氧化钠反应生成 偏铝酸钠与水 , 反应的离子方程式为 Al(OH) 3 ↓+OH - ====Al +2H 2 O; (2) 由图可知 , 沉淀量最大为 0.3 mol, 沉淀量最小为 0.2 mol, 可知氢氧化镁为 0.2 mol, 氢氧化铝为 0.3 mol-0.2 mol=0.1 mol, 根据原子守恒可知 Mg 2+ 、 Al 3+ 物质的量浓度之比为 0.2 mol∶0.1 mol=2∶1; (3)C 点是氢氧化铝恰好完全被转化为偏铝酸钠 , 此时沉 淀为氢氧化镁 ,Al 3+ 已经转化为 Al ,Mg 2+ 已经转化为 Mg(OH) 2 , 氢氧化镁为 0.2 mol, 氢氧化铝为 0.3 mol- 0.2 mol=0.1 mol, 由 Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ 、 Mg 2+ +2OH - ====Mg(OH) 2 ↓ 可知 O A 段消耗 NaOH 为 0.1 mol×3+0.2 mol×2=0.7 mol, 由 Al(OH) 3 +OH - ====Al +2H 2 O 可知 AB 段消耗 NaOH 为 0.1 mol, 故 C 点 加入 NaOH 为 0.7 mol+0.1 mol=0.8 mol; (4) 根据③中计算可知 O A 段、 AB 段消耗 NaOH 物质的量 之比为 0.7 mol∶0.1 mol=7∶1 。 答案 : (1)①Mg 2+ + 2OH - ====Mg(OH) 2 ↓ 、 Al 3+ +3OH - ====Al(OH) 3 ↓ 　② Al(OH) 3 +OH - ====Al +2H 2 O 　 (2)2∶1 　 (3)0.8 　 Al 　 (4)7∶1 4. 把 NaOH 、 MgCl 2 、 AlCl 3 三种固体组成的混合物溶于足量水中后有 1.16 g 白色沉淀 , 在所得的悬浊液中逐滴加入 1 mol·L -1 HCl 溶液 , 加入 HCl 溶液的体积 V 与生成沉淀的质量 m 的关系如图所示。试回答 : (1)A 点沉淀物的化学式为 ______,  A 到 B 段发生反应的离子方程式为 ______ 。  (2) 原混合物中 MgCl 2 、 AlCl 3 的物质的量比为 ________,HCl 溶液在 Q 点的加入量是 ________mL 。  【 解析 】 (1) 向水中固体组成的混合物溶液中加入盐酸 时 , O A 段没有沉淀生成 , 说明此时盐酸和氢氧化钠反应 , 即 :NaOH 、 MgCl 2 、 AlCl 3 三种固体组成的混合物溶于足 量水后 , 溶液中 NaOH 过量 , 此时溶液中铝离子为偏铝酸 根离子 , 溶液中存在的沉淀为 Mg(OH) 2 ; AB 段 , 有沉淀生成 , 应为盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧 化铝沉淀 , 离子方程式为 Al +H + +H 2 O====Al(OH) 3 ↓ 。 (2)BQ 过程中 , 氢氧化镁和氢氧化铝与盐酸反应生成氯 化铝和氯化镁 , 所以 Q 点溶液中的溶质是氯化铝、氯化 镁和氯化钠 , 原反应物为 :NaOH 、 MgCl 2 、 AlCl 3 和盐酸 , 对比知反应前后 MgCl 2 、 AlCl 3 不变 , 实际上相当于氢氧 化钠和盐酸的反应 , 所以 Q 点可以看作氢氧化钠和盐酸 二者恰好反应 ,n(NaOH)=n(HCl),(1) 中已分析 :B 点溶液 中存在的溶质是氯化钠 , 由 Na + 离子和 Cl - 离子守恒得 , 原混合物中 n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl - )=2n(MgCl 2 )+ 3n(AlCl 3 )+n(HCl), 因 n(MgCl 2 )= =0.02 mol, n(AlCl 3 )=n[Al(OH) 3 ]=1 mol · L -1 ×(30-10)×10 -3 L =0.02 mol,n(MgCl 2 )∶n(AlCl 3 )=0.02 mol∶0.02 mol =1∶1, 所以 ,n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl - )=2n(MgCl 2 ) +3n(AlCl 3 )+n(HCl)=0.02 mol×2+0.02 mol×3+ 1 mol · L -1 ×0.03 L=0.13 mol, 则 V(HCl)= = =0.13 L=130 mL 。 答案 : (1) Mg(OH) 2 Al +H + +H 2 O====Al(OH) 3 ↓ (2)1∶1 　 130 【 归纳总结 】 1. 破解 Al(OH) 3 图象计算的技巧 当横坐标为 NaOH 溶液 , 纵坐标为沉淀 的物质的量 ( 或质量 ) 时 , 可利用 Al(OH) 3 溶于 NaOH 溶液的“量”的 关系来计算。原溶液中 Al 3+ 的物质 的量 : 沉淀溶解过程中消耗 NaOH 的 物质的量与沉淀中 Al(OH) 3 的物质的量或原溶液中 Al 3+ 的物质的量相等。抓住这一定量关系可迅速破题。例 如 , 向 MgCl 2 、 AlCl 3 混合溶液中加入 NaOH 溶液的图象如 图所示。 则 AB 段为 Al(OH) 3 溶于 NaOH 的过程 , 原溶液中 n(Al 3+ )=n[Al(OH) 3 ]=(0.6-0.5)mol=0.1 mol, n(Mg 2+ )= =0.1 mol 。 2. 分析铝及其化合物图象时的注意事项 (1) 分析图象或作图时不仅要注意加入的酸或碱的强弱 , 还要注意所加入的量和滴加的顺序 , 因为滴加的顺序不同可能产生的现象不同。 (2) 若产生的沉淀有多种 , 则应仔细分析相关量间的关系 , 要特别关注沉淀是否同步生成 , 沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中 , 同时要注意横纵坐标的意义。